Винтовая машина

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300579 (21) 2773293/25-06 с присоединением заявки ¹ (51)М. Нл З

F 04 С 2/Д6

Государственный комитет

С СС P оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 07098l Бюллетень № 33 (53) УДК 621@665.4 (088. 8) Дата опубликования описания 070981 гидромашиночтроения (54) ВИНТОВАЯ МАШИНА

2 под прямым углом, и ненадежный мас ляный клин между ведомым винтом и обоймой, вследствие чего ведомые винты при больших давлениях нагне5 тания и малой вязкости перекачива емой жидкости большую часть времени работает в режиме сухого или полужидкого трения, вызывая заклинивание винтов, а также быстрый износ обоймы. Это снижает надежность и долговечность винтовой машины.

Цель изобретения состоит в повышении надежности и долговечности машины путем улучшения условий силового контакта между винтами и создания масляного клина между ведомыми винтами и оЪоймой, а также в повышении технологичности нарезки

20 винтов.

Цель достигается тем, что фаска очерчена дугой окружности, касающейся удлиненной эпициклоиды основания и наружной окружности профиля ведомого винта, а основание и вершина профиля ведущего винта очерчены кривой, которая соответствует упомянутой фаске и мгновенный радиус вращения которой направлен по об

30 щей йормали к упомянутым соприкасаИзобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в зубчатых зацеплениях рабочих органов винтовых машин,.гидродвигателей, компрессоров, счетчиков, преимущественно трехвинтовых насосов, с герметичным циклоидальным зацеплением винтов.

Известна винтовая машина, преимущественно трехвинтовой насос, содержащая зубчатое зацепление с установленными в обойме ведущим и ведомыми винтами, профиль ведомых винтов которого имеет основание, выполненное по удлиненной эпициклоиде, и наружную окружность, совпадающую с его центроидой, а также радиальную фаску, а профиль ведущего винтаоснование и вершину tl), Недостатками известного трехвинтового насоса являются неблагоприятный силовой контакт между ведущим и ведомыми винтами ввиду того, что ведомый винт на большей части линки зацепления контактирует с ведущим винтом граничной точкой радиальной фаски в месте резкого ее перехода в удлиненную эпициклоиду, а пересечение радиальной фаски с наружной окружностью его профиля происходит.Ъ

< 861735

861735 ющимся профилям ведущего и ведомого винтов °

На фиг. 1 показан профиль зубчатого зацепления рабочих органов трехвинтового насоса -: Разрезе;на фиг.2 схема контакта профиля одного из ведомых винтов с профилем ведущего винта.

Винтовая машина, преимущественно трехвинтовой насос, содержит зубчатое зацепление 1 с установленными в обойме 2 ведущим 3 и ведомыми 4 и 5 винтами. Обойма 2 снабжена всасывающей б и нагнетательной 7 камерами. Профиль ведомых 4 и 5 винтов имеет основание, выполненное по удлиненной эпициклоиде сЬ, и наружную окружность 8, совпадаущую с его центроидой Э, а также фаску аЬ. Профиль АВ, например, ведущего винта 3 имеет основание 10 и вершину 11.

Фаска аЬ очерчена дугой окружности, касающейся удлиненHDA эпициклоиды

cb основания и наружной окружности

8 профиля ведомого нинта, например винта 4. Основание 10 и вершина 11 профиля АВ ведущего винта 3 очерчены кривой, которая соответстнуЬт упомянутой фаске ав и мгновенный радиус вращения р которой направлен по общей нормали ро> к упомянутым соприкасающимся профилям фаски аЬ ведомого винта, например винта 4, и основания 10 и вершины 11 профиля AB ведущего винта З,т.е. находится в соответствии с основной теоремой зацепления — теоремой Виллиса, которая утверждает, что мгновенный радиус вращения р в конкретном описываемом случае имеет направление общей нормали ро> к соприкасающимся профилям. Исходя из этого, можно определить положение соприкасающейся точки как при различных положениях профилей винтов, так и при качении, например, ведомого винта 4 по центроиде 12 ведущего винта 3, совпадающей с окружностыР впацин профиля.

Эта точка будет лежать на пересечении отрезка нормали po c дугой окружности аЬ, так как радиус дуги аЬ является ее нормалью и поэтому отрезок ро является общей нормалью к сопряженным профилям.

Используя этот прием, записывают уравнение линии зацепления дуги с профилем AB в неподвижной системе координат хру. Уравнения профиля AB

„ведущего винта 3 находят, записывая уравнения линии зацепления в системе координат х„о„у,, связанной с этим винтом.

При вращении винтов, благодаря изменению их взаимного положения, поверхность раздела перемещается вдоль оси винтов в сторону камеры 7 . нагнетания. Отсеченный поверхностью раздела объем жидкости продвигается этой же поверхностью в сторону каме5

20 ры нагнетания и, наконец, вытесняется в последнюю. Зацепление закругленной фаски аЬ и профиля АВ удовлетворяет ось звному закону зацепления, поэтому теоретический зазор между боковыми профилями винтов равен нулю, в силу чего профиль зубчатого зацепления обеспечивает высокий объемный КПД.

Все точки закругленной фаски ab вступают последовательно и контакт с соответствующими точками профиля АВ, поэтому наряду со скольжением имеет место и качение при взаимной обкатке ведущего 3 и ведомого, например, 4, нинтон. Причем доля качения будет тем выше, чем больше радиус дуги аЬ. Участие большого количества точек фаски ведомого винта н контакте с профилем ведущего винта, а также наличие качения этоь фаски по профилю повышает надежность и долгонечность зацепления.

Кроме того, закругленная форма контактирующих участков профилей заiiепления благоприятна и с точки зрения силового контакта винтов. Плавные переходы одних участков профиля н другие значительно увеличивают долz:онечность винтов и со ответствующего режущего инструмента..

Закругленная фаска аЬ обеспечивает масляный клин между вед мыми винтами 4 и 5 и обоймой 2 вследствие клиновидной формы щели, образуемой кромкой ведомого вин-а и обоймой, а масляный клин обеспечивает жидкостное трение ведомого винта в обойме.

Использование описанного профиля пр» изготовлении зацепления рабочих органон винтовых машин увеличивает надежность и долговечность самого

"-ацепленил н машины, а также значительно снижает трудоемкость изготовления, Формула изготовления

Винтовая машина, преимущественно трехнинтоной насос, содержащая зубчатое зацепление с ведущим и ведомыми винтами, установленными в обойме, профиль ведомых винтов которого имеет основание, выполненное по удлиненной эпициклоиде и наружную окружность, совпадающую с его центроидой, а также фаску, а профиль ведущего винта - основание и в-ршину, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности путем улучшения условий силоного контакта между винтами и создания масляного клина между ведомыми винтами и обоймой, а также повышения технологичности нарезки винтон, фаска очерчена дугой окружности, каса861735 ющейся.удлиненной эпициклоиды основания и наружной окружности профиля ведомого винта, а основание и вершина профиля ведущего винта очерчены кривой, которая соответствует упомянутой фаске и мгновенный радиус вращения которой направлен по общей нормали к упомянутым соприкасающимся профилям ведущего и ведомого винтов.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Жмудь й.Е. Винтовые насосы с

5 циклоидн заце""е"ем М - Л Машгиз, 1963, с. 7, 35-37, фиг. 11-1г.

861735

Тираж 712 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раукская наб., д. 4/5

Заказ 6497/23

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Э, Гинзбург

Редактор Т. Загребельная Техред М. Голинка Корректор У. Пономаренко